CN109115698B

CN109115698B - 一种检测施肥造成的环境污染的方法

Info

Publication number: CN109115698B
Application number: CN201710492223.8A
Authority: CN
Inventors: 江洪; 张金梦
Original assignee: Duoli Beijing Agriculture Development Co ltd; Shanghai Tony's Farm Development Co ltd
Current assignee: Duoli Beijing Agriculture Development Co ltd; Shanghai Tony's Farm Development Co ltd
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2037-06-26
Also published as: CN109115698A

Abstract

本发明公开一种检测施肥造成的环境污染的方法，并建立有机肥环境污染的临界阈值模型，通过预先检测有机肥中各营养成分和重金属成分的含量，以及各营养成分和重金属成分在农作物种植环境中的损失量，结合农作物对营养成分和各重金属成分需求量，来计算满足农作物生长所需的有机肥施用量，并预判该有机肥施用量是否会给种植的土壤带来重金属污染。本发明的方法具有预判性，其评估施肥造成的重金属污染的准确性高达100％，可用于在施肥前对施肥方案进行预判和调整，避免施肥可能给土壤带来的重金属污染问题、以及氮饱和、P污染问题。

Description

一种检测施肥造成的环境污染的方法

技术领域

本发明涉及有机农业领域，具体涉及一种施用鸡粪、猪粪、有机肥料等对环境污染的临界阈值的检测方法及其应用。

背景技术

我国的畜牧业产生的粪便废弃物在世界上是最多的，并且很大一部分并没有合理的进行处理与利用，这给我国的生态环境造成巨大的污染。对畜禽粪便进行加工再处理，制作成有机肥料进入农业生产当中，是一种重要的再利用手段。有机肥料是农业生产中重要的物质基础，是农业生产中的重要肥料。利用有机肥料进行农业生产既是农业自身物质和能量循环，又是净化人类环境，进行资源再利用的有效途径。保持生态平衡，发展有机农业，生产绿色食品已经越来越受到人们的重视。同时，怎样解决畜禽粪便对环境的污染问题，使农业中的废弃物转害为利，对我国***建设实现农业的可持续发展都具有重大意义。

猪繁殖快、饲养量大、适于圈养，具有积肥数量大和粪肥质量好的特点。因此，猪粪尿是中国农村的重要肥源。猪粪质地细，成分复杂，主要是纤维素、半纤维素，面木质素较少，此外，还含有蛋白质及其分解产物、脂肪类、有机酸及各种无机盐，以及较多的氨化微生物。经过堆腐后，形成腐殖质的量较其它畜肥高，据资料介绍，形成的总腐殖质量占碳的25.98％，比羊粪形成的总腐殖质量高1.19％，比牛粪的高2.18％，比马粪的高2.38％，具有良好的改土培肥作用；猪尿中则以水溶性尿素、尿酸、马尿酸、无机盐为主，pH中性偏碱。根据全国有机肥料品质分级标准，猪粪评为二级。

鸡的饲养全国各地十分普遍，随着养鸡技术的发展，机械化、自动化程度的提高，养鸡生产日趋集中，规模越来越大，其饲养量在家禽中居首位，1994年全国饲养量已超过40亿只。鸡以谷物、小虫为饲料，饮水少，故肥分浓厚，随着配合饲料的推广，有许多微量元素泄留于粪中。因此，鸡粪中的养分含量较其它畜粪高。以鲜样计，平均全氮含量1.03％；全磷含量丰富，仅次于鸽粪，为0.41％，是牛粪的4.1倍；全钾72％，是牛粪含量的3.1倍；含水量52.3％、粗有机物23.8％、C/N较其它畜禽粪低，为14.03、pH多在7.7～7.9；微量营养元素含量：铜14.4mg/kg、锌65.9mg/kg、铁3540mg/kg、锰164mg/kg、5.4mg/kg、钼0.50mg/kg；钙、镁、氯、钠、硫含量分别为1.35％、0.26％、0.13％、0.17％、0.16％。鸡粪的养分含量高，质量好，而且鸡粪中还含有各种氨基酸、糖、核酸、维生素、脂肪、有机酸和植物生长激素等。按全国有机肥品质分级标准划分，鸡粪属二级。

但是，畜禽粪便等有机肥施肥不当会带来环境危害，主要体现在对水体和土壤的的污染及危害。当畜禽粪便排入水体当中，其总量超过水体的自身净化能力时，水体的化学性质，物理性质以及其生物菌落组成会发生改变，进而破坏了水体的质量。水体被粪便的污染方式主要有生物病原污染、富营养化及由于粪便中的有机物的腐败而分解的产物所造成的污染三种。在粪便及冲洗粪便的废水当中含有粪渣及N、P等物质，会通过地表径流从而使地表水被污染，也可以通过渗入土壤进而污染地下水。地表水中含有过多的N、P，其会导致水的富营养化，从而使水中滋生大量的藻类物质，消耗水中的溶解氧，鱼虾死亡，进而使水体的生态环境受到了影响。

当粪便及其携带的污染物质或者分解的产物进入土壤，如果超过土壤自身的自净能力时，土壤的组成及性状发生便会发生改变，且其原有的基本功能便会遭到破坏。土壤污染可以通过水和食物来危害人畜。使用畜禽粪便不当可以导致重金属与矿物元素污染，土壤N、P的污染，微生物污染及药物残留污染等。大量的N、P进入土壤之后，便会转变成磷酸盐及硝酸盐，其含量过高会使土地失去了生产的价值虽然畜禽粪便中的N、P是作物生长所必须的，但是如果土壤中的N、P含量过高，不但不能起到肥田的作用，反而会使农作物的长势过于旺盛，而导致农副产品的质量下降，而且产量会相应减少。

针对畜禽粪便等有机肥施用不当所造成的土壤污染问题，现有技术中尚没有能准确评估施肥造成的环境污染的模型模拟和评估方法，生产实线中往往是在连续每年施肥后才检测发现土壤中出现重金属与矿物元素污染，具有滞后性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对有机农业中存在的有机肥重金属Cu、Cd、Pb、Zn等过量问题，提供一种检测施肥造成的环境污染的方法，通过对有机肥成分和微量元素特性、土壤特性的分析检测和对有机蔬菜生长营养需求分析，测算施肥方案所带来的环境污染最大污染临界阈值，可用于指导生产实践，探究有机种植中有机肥的最佳施用量，保证蔬菜等产品的质量安全并避免造成重金属与矿物元素污染。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种检测施肥造成的环境污染的方法，包括以下步骤：

步骤1、检测有机肥中各营养成分和重金属成分的含量，测定上述各营养成分和重金属成分在农作物种植环境(土壤和/或水体)中的损失量(淋失量)。

营养成分是指农作物在不同生长发育阶段对某些矿质元素的吸收量之和均占到总吸收量的80％以上的矿质元素，不同农作物的所需营养成分有差异，一般包括N、K、P、Ca等元素。重金属成分一般包括Cu、Zn、Pb、Hg、Cd等元素。所述损失量为土壤渗透的流失量与地表径流的流失量的总和。检测方法是先制备测定试样溶液和空白溶液，然后采用分光光度法、原子吸收光谱法或原子荧光光谱法对有机肥中各营养成分和重金属成分进行含量测定。

步骤2、根据农作物对各营养成分需求量和步骤1所测定的各营养成分的损失量计算得出各营养成分的补充量，根据各营养成分的补充量和步骤1所检测的有机肥中各营养成分的含量计算得出满足各营养成分需求量的有机肥用量，从满足各营养成分需求量的有机肥用量中选择合适的值作为实际有机肥施用量。

其中，营养成分的补充量＝营养成分需求量与营养成分的损失量的总和，满足营养成分需求量的有机肥用量＝营养成分的补充量÷营养成分的含量。

步骤3、根据实际有机肥施用量和步骤1检测的有机肥中各重金属成分的含量计算得出各重金属成分的总投入量，根据农作物对各重金属成分需求量和步骤1所测定的各重金属成分的损失量计算得出各重金属成分的总输出量。

其中，重金属成分的总投入量＝有机肥施用量×重金属成分的含量，重金属成分的总输出量＝重金属成分需求量与重金属成分的损失量(淋失量)。

步骤4、比较重金属总投入量与总输出量的大小并计算差值，以该差值作为重金属污染量的评判标准：当重金属成分的总输出量≥重金属成分的总投入量时，该重金属成分的污染量为0；当重金属成分的总输出量＜重金属成分的总投入量时，该重金属成分的污染量为重金属成分的总投入量与重金属成分的总输出量的差值。

本发明的方法还可以包括步骤5、根据污染量最大的重金属成分的总输出量和步骤1检测的有机肥中各重金属成分的含量折算出污染量为0的有机肥施用量，根据污染量为0的有机肥施用量、步骤1所检测的有机肥中各营养成分的含量、农作物对各营养成分需求量和步骤1所测定的各营养成分的损失量折算出为满足各营养成分需求量所应额外补充的营养成分补充量，将额外补充的营养成分补充量添加至污染量为0的有机肥施用量中用于施肥。

本发明提供的检测施肥造成的环境污染的方法，可以通过预先检测有机肥中各营养成分和重金属成分的含量，以及各营养成分和重金属成分在农作物种植环境(土壤和/或水体)中的损失量，结合农作物对营养成分和各重金属成分需求量，来计算满足农作物生长所需的有机肥施用量，并预判该有机肥施用量是否会给种植的土壤带来何种重金属污染。本发明的方法具有预判性，其用于评估重金属污染的准确率为100％，可用于在施肥前对施肥方案进行预判和调整，避免施肥可能给土壤带来的重金属污染问题。

附图说明

图1为黄瓜的有机肥施用量阈值检测方法模型结构，其中有机肥包括自制有机肥、鸡粪、猪粪等形式的有机肥。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以农作物黄瓜的种植为例，按下具体实施方式来说明本发明的方法用于检测施肥造成的环境污染的方法，其中实施例1施用自制有机肥，实施例2施用鸡粪，实施例3施用猪粪。下述内容中未详细说明的检测方法，可参考本领域已报道的检测方法，按本领域的常规检测方法进行检测或按本领域的检测标准执行。

1.步骤1、检测有机肥中各营养成分和重金属成分的含量，测定上述各营养成分和重金属成分在农作物种植环境(土壤和/或水体)中的损失量(淋失量)。

其中，重金属检测方法如下：

(1)测定试样溶液的制备：称取试样5～8g，置于400ml高型烧杯中，加入30ml盐酸和10ml硝酸，盖上表面皿在电热板上加热，等激烈反结束后，稍微移开表面皿继续加热，使酸全部蒸发至近干涸，以赶尽硝酸。冷却后加入50ml盐酸溶液，加热溶解，冷却至室温后加入50ml盐酸溶液，加热溶解，冷却至室温后转移到250ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混均匀，干过滤，放弃最初几毫升滤液，待用。

(2)空白溶液的制备：除不加式样外，其他步骤同试样溶液的制备一致。

(3)重金属含量测定：A：采用分光光度法，依据朗伯比尔定律，在一定的波长下，一定的浓度样品溶液的吸光度值与其含量成正比；B:采用原子吸收光谱法，主要是利用外层电子与物质产生作用，由此产生波长在紫外和可见光之间的共振辐射，根据辐射强度与待分析元素含量的关系进行分析测定的分析方法；C:采用原子荧光光谱法，原子荧光光谱法(AFS)的原理与原子发射光谱(AES)和原子吸收光谱(AAS)相类似，通常是蒸汽状态的基态原子吸收适合的特定频率的辐射而激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。通过测量样品中的荧光强度，对样品的元素进行含量测定的方法。

以上方法的具体仪器操作详见相关仪器操作手册。各营养成分的含量检测方法与上述方法类似，或按本领域常规方法测量。各营养成分和重金属成分在农作物种植环境(土壤和/或水体)中的损失量(淋失量)按本领域的常规技术标准测量。

1.1检测自制有机肥、鸡粪和猪粪中营养元素成分

自制有机肥是使用充分腐熟的菇渣：鸡粪：蔬菜废弃物＝1:4:2，3000kg/667m²。检测方法采用NY 525-2012，检测结果如下表1所示：

表1：自制有机肥、鸡粪和猪粪中营养元素成分N、P、K的含量

有机肥料	总氮含量R<sub>N</sub>/(％)	有效磷含量R<sub>P</sub>/(％)	有效钾含量R<sub>K</sub>/(％)
				自制有机肥	4.0	3.6	2.98
鸡粪	2.25	0.078	0.595
				猪粪	2.90	0.074	0.47

1.2检测自制有机肥、鸡粪和猪粪中重金属成分的含量

目前我国还未制定畜禽粪便重金属的控制指标，按照我国农业部有机肥料行业标准(NY/525-2012，该标准未对Cu、Zn含量作出限量)，Cd和Pb的施用临界值(mg/kg)分别为3和50。根据我国农用污泥中的污染物控制标准(GB4284-1984)，Cu和Zn的施用临界值(mg/kg)为250和500。因此根据现有的测量结果，禽畜粪便中的Cu和Zn的超标普遍存在，不合理的施用会导致土壤环境污染。检测结果如下表2所示：

表2：自制有机肥、鸡粪和猪粪中重金属成分Cu、Zn、Cd和Pb的含量

1.3检测各营养成分和重金属成分在土壤中的损失量(淋失量)

以种植黄瓜的某上海旱地试验田为例，检测氮渗漏流失量的平均值为138.34kg/hm²，磷渗漏流失量的平均值为0.213kg/hm²；氮径流流失量的平均值为72kg/hm²，磷径流流失量的平均值为26.5kg/hm²；在黄瓜整个生育期土壤钾的总淋失量为154kg/hm²；同时还检测重金属成分Cu、Zn、Cd和Pb的淋失数据，计算其淋失量分别为1.101kg/hm²、6.71kg/hm²、267.2kg/hm²和26.72kg/hm²。具体检测数据及结果如表3所示。

表3：各营养成分和重金属成分在土壤中的损失量(淋失量)

2.步骤2、计算各营养成分的补充量，计算满足各营养成分需求量的有机肥用量，从满足各营养成分需求量的有机肥用量中选择合适的值作为实际有机肥施用量。

2.1黄瓜不同生长期矿质元素需求量

在整个生长阶段中，黄瓜植株矿质元素含量不断积累，不同矿质元素积累量的变化趋势基本一致。如表4所示，不同阶段黄瓜吸收矿质元素吸收量变化。

表4：不同阶段黄瓜吸收矿质元素吸收量变化

按本试验株行距30cm×100cm计算，每公顷可以定植3.33万株，平均产量为177500kg/hm²。再根据表3不同生长阶段黄瓜单株矿质元素平均吸收量，就可以估算出温室冬春茬每公顷黄瓜植株在该产量下不同生长阶段所吸收的营养量(表5)，该数据可以作为确定黄瓜施肥量的重要依据。

表5：现在温室冬春茬黄瓜不同生长期矿质元素需求量

采用同样的方法，计算出黄瓜在出苗后天数0-100对镉Cd需求量为154.52g/hm²，对铅Pb需求量为57.176×10^-3g/hm²，

2.2实施例1是以施用自制有机肥为例，根据黄瓜在不同生长发育阶段，对N、K、P三种矿质元素吸收量之和均占到总吸收量的80％以上。因此以生长周期的N、K、P三大营养元素的需求量作为黄瓜正常生长有机肥施用量模拟方法的基础参数，结合生长过程中三大元素的流失情况及有机肥料中营养元素的含量，计算出维持黄瓜健康生长的自制有机肥实际施用量。

经过本发明的方法模型模拟，实施例1的结果分析如下：黄瓜生长过程中，对氮和钾元素的需求量最大，分别为168.3kg/hm²和169.5kg/hm²，对于磷元素的需求量较少，为43.8kg/hm²。分别结合三大营养元素成分N、K、P的损失量计算出补充量分别为378.64kg/hm²、323.5kg/hm²和70.5kg/hm²，再根据各自占自制有机肥的含量，计算出的自制有机肥施用量为9466kg/hm²、10855.7kg/hm²和1958.33kg/hm²，为保证黄瓜的正常生产量，取施用量的最大值为最终每公顷应施用的自制有机肥实际施用量10855.7kg。

2.3实施例2是以鸡粪为例，根据黄瓜在不同生长发育阶段，对N、K、P三种矿质元素吸收量之和均占到总吸收量的80％以上。因此以生长周期的N、K、P三大营养元素的需求量作为黄瓜正常生长鸡粪施用量模拟的基础参数，结合生长过程中三大元素的流失情况及鸡粪中营养元素的含量，计算出维持黄瓜健康生长的鸡粪实际施用量。

经过本发明的方法模型模拟，实施例2的结果分析如下：黄瓜生长过程中，对氮和钾元素的需求量最大，分别为168.3kg/hm²和169.5kg/hm²，对于磷元素的需求量较少，为43.8kg/hm²。分别结合三大营养元素成分N、K、P的损失量计算出补充量，再根据各自占鸡粪的含量计算出的鸡粪施用量为16828.4kg/hm²、54369kg/hm²和90478kg/hm²，由于鸡粪中各重金属含量过高，为降低重金属污染，此时选取每公顷应施用的鸡粪实际施用量为16828.4kg/hm²。K、P的差额由土壤中的K、P元素本底值进行补充，不影响作物的正常生长。

2.4实施例3是以猪粪为例，根据黄瓜在不同生长发育阶段，对N、K、P三种矿质元素吸收量之和均占到总吸收量的80％以上。因此以生长周期的N、K、P三大营养元素的需求量作为黄瓜正常生长猪粪施用量模拟的基础参数，结合生长过程中三大元素的流失情况及猪粪中营养元素的含量，计算出维持黄瓜健康生长的猪粪实际施用量。

经过本发明的方法模型模拟，实施例3的结果分析如下：黄瓜生长过程中，对氮和钾元素的需求量最大，分别为168.3kg/hm²和169.5kg/hm²，对于磷元素的需求量较少，为43.8kg/hm²。分别结合三大营养元素成分N、P、K的损失量计算出补充量，再根据各自占猪粪的含量计算出的猪粪施用量为13056.6kg/hm²、68829kg/hm²和95368kg/hm²，由于猪粪中各重金属含量过高，为降低重金属污染，此时选取每公顷应施用的猪粪实际施用量为13056.6kg/hm²。K、P的差额由土壤中的K、P元素本底值进行补充，不影响作物的正常生长。

3.步骤3、计算各重金属成分的总投入量，计算各重金属成分的总输出量。

3.1实施例1中，根据自制有机肥的施用量及自制有机肥中的重金属成分的含量，计算施用有机肥给土壤带来的重金属输入量，计算得出Cu、Cd、Pb和Zn四种重金属成分的总投入量分别为：2.8455kg/hm²、0.2648kg/hm²、0.0675kg/hm²和2.98kg/hm²。

以黄瓜生长过程中对重金属的需求量以及土壤中重金属的淋失量，计算土壤中重金属的输入量，Cu、Cd、Pb和Zn四种重金属的总输出量为：1.24kg/hm²、0.18124kg/hm²、0.324376kg/hm²和7.215kg/hm²。

3.2实施例2中，根据鸡粪的施用量和鸡粪中重金属成分的含量，计算施用鸡粪给土壤带来的重金属输入量，Cu、Cd、Pb和Zn四种重金属的总投入量分别为：2.238kg/hm²、0.00236kg/hm²、0.0081kg/hm²和6.3275kg/hm²。

以黄瓜生长过程中对重金属的需求量以及土壤中重金属的淋失量，计算土壤中重金属的输入量，Cu、Cd、Pb和Zn四种重金属的总输出量分别为：1.24kg/hm²、0.18124kg/hm²、0.324376kg/hm²和7.215kg/hm²。

3.3实施例3中，根据猪粪的施用量和猪粪中重金属成分的含量，计算施用猪粪给土壤带来的重金属输入量，Cu、Cd、Pb和Zn四种重金属的总投入量分别为5.714kg/hm²、0.0027kg/hm²、0.104kg/hm²和17.7086kg/hm²。

4.步骤4、计算重金属总投入量与总输出量的差值，以该差值作为重金属污染量的评判标准。当该差值≤0时，即重金属成分的总投入量≤重金属成分的总输出量，该重金属成分的污染量为0；当该差值＞0时，即重金属成分的总投入量＞重金属成分的总输出量，该差值机记为该重金属成分的污染量。

4.1实施例1中，Cd、Pb和Zn的总投入量均小于其总输出量，因此Cd、Pb和Zn的污染量为0kg/hm²；Cu的总投入量大于总输出量，计算总投入量与总输出量的差值1.6055kg/hm²为Cu的污染量。也就是说，实施例1中采用的自制有机肥的施肥方案存在的污染为Cu污染，其他重金属不存在污染情况。

4.2实施例2中，Cd、Pb和Zn的总投入量均小于其总输出量，因此Cd、Pb和Zn的污染量为0kg/hm²；Cu的总投入量大于总输出量，计算总投入量与总输出量的差值0.9982kg/hm²为Cu的污染量。也就是说，实施例2中采用的鸡粪的施肥方案存在的污染为Cu污染，其他重金属不存在污染情况。

4.3实施例3中，Cd和Pb的总投入量均小于其总输出量，因此Cd和Pb的污染量为0kg/hm²；Cu和Zn的总投入量大于总输出量，计算总投入量与总输出量的差值4.475kg/hm²为Cu的污染量，而Zn的污染量为10.49kg/hm²。也就是说，实施例3中采用的猪粪的施肥方案存在的污染为Cu污染和Zn污染。实施例1-3的步骤2-4中的各参数的具体计算方法如表6所示。

表6各参数的具体计算方法

通过本发明的方法，对于土壤中的其他矿质元素如Ca、Mg、Fe、Mn、B、Mo等均可以实现有效的监控，可以预测施用有机肥时上述各矿质元素对环境污染的时间规律及环境的最大承载量。

综上，本发明的方法，通过检测有机肥营养成分和重金属元素特性，通过分析土壤特性，结合农作物生长期的营养需求，在施肥之前可以预判采用该有机肥的施肥方案可能会对土壤造成的重金属污染的情况，预测该有机肥对环境污染的时间规律及环境的最大承载量，为生产实践中有机肥料施用量有重大的理论指导意义。在本发明的方法的基础上，建立相关的有机肥使用和管理措施可以科学高效的对畜禽废弃物综合利用进行管理，在保证资源充分利用的同时控制有机肥对土壤及周边环境的污染。

5.为了评估本发明的方法所建立的有机肥环境污染的临界阈值模型的准确性和有效性，本发明提供以下对比例：

对比例1、2、3分别采用实施例1、2、3所检测的自制有机肥、鸡粪、猪粪，并按实施例1、2、3所计算出的施肥量，在同一旱地试验田上分别进行1公顷的黄瓜种植，经过一个完整的黄瓜生长周期(出苗后天数0-100)，检测该旱地试验田的0～20cm土壤中的重金属累积量。

经检测，对比例1、2中，土壤中Cd、Pb和Zn的含量未见增加，而Cu的含量有明显增加。对比例3中，土壤中Cd和Pb的含量未见增加，而Zn和Cu含量有明显增加。这说明采用本发明的方法建立的有机肥环境污染的临界阈值模型在实施例1、2、3中预测重金属污染的结果均与实际相符，准确率高达100％。对比例1、2、3实际检测的重金属污染量与实施例1、2、3中预测重金属污染量的误差小于5％。

6.本发明的方法所建立的有机肥环境污染的临界阈值模型可以在生产实践中指导有机肥料施用量。比如，通过本发明的方法可以检测出污染量最大的重金属成分的总输出量，结合步骤1检测的有机肥中各重金属成分的含量，可以折算出污染量最大的重金属成分的总输出量所对应的有机肥施用量(按此施用量施肥，该重金属成分的污染量理论上为0)，根据所计算出的该有机肥施用量、步骤1所检测的有机肥中各营养成分的含量、农作物对各营养成分需求量和步骤1所测定的各营养成分的损失量折算出为满足各营养成分需求量所应额外补充的营养成分补充量，营养成分补充量可以适当采用N肥、K肥、P肥，将额外补充的营养成分补充量添加至前述所及选出的有机肥施用量中用于施肥。根据这些矿质元素在黄瓜不同生长阶段的吸收特点，生产中可以按照吸收规律有计划的为黄瓜追施矿质营养。

按上述应用，根据农作物对矿质元素吸收量可以估算田间的栽培需肥量，但实际上不同环境条件下这些数值会有一定偏差。本研究计算的有机肥施用量，可以进行科学的农作物栽培的营养管理，这不仅在一定程度上避免施肥不足或造成肥料浪费，还可避免养分失衡，控制环境污染。

综上所述，上述各实施例及附图仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种检测施肥造成的环境污染的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、检测有机肥中各营养成分和重金属成分的含量，测定上述各营养成分和重金属成分在农作物种植环境中的损失量；所述损失量为土壤渗透的流失量与地表径流的流失量的总和；先制备测定试样溶液和空白溶液，然后采用分光光度法、原子吸收光谱法或原子荧光光谱法对有机肥中各营养成分和重金属成分进行含量测定；

步骤2、根据农作物对各营养成分需求量和步骤1所测定的各营养成分的损失量计算得出各营养成分的补充量，根据各营养成分的补充量和步骤1所检测的有机肥中各营养成分的含量计算得出满足各营养成分需求量的有机肥用量，从满足各营养成分需求量的有机肥用量中筛选出实际有机肥施用量；

步骤3、根据实际有机肥施用量和步骤1检测的有机肥中各重金属成分的含量计算得出各重金属成分的总投入量，根据农作物对各重金属成分需求量和步骤1所测定的各重金属成分的损失量计算得出各重金属成分的总输出量；

步骤4、比较重金属总投入量与总输出量的大小并计算差值，以该差值作为重金属污染量的评判标准：当重金属成分的总输出量≥重金属成分的总投入量时，该重金属成分的污染量为0；当重金属成分的总输出量小于重金属成分的总投入量时，该重金属成分的污染量为重金属成分的总投入量与重金属成分的总输出量的差值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述营养成分包括N、K、P、Ca元素。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重金属成分包括Cu、Zn、Pb、Hg、Cd元素。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述农作物为黄瓜，所述营养成分为N、K、P元素，重金属成分为Cu、Zn、Pb、Cd元素。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，损失量为土壤渗透的流失量与地表径流的流失量的总和。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述营养成分的补充量=营养成分需求量与营养成分的损失量的总和，满足营养成分需求量的有机肥用量=营养成分的补充量÷营养成分的含量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，当有机肥为鸡粪或猪粪时，选取满足各营养成分需求量的有机肥用量中的最小值为实际有机肥施用量。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，当有机肥为自制有机肥时，选取满足各营养成分需求量的有机肥用量中的最大值为实际有机肥施用量。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述重金属成分的总投入量=有机肥施用量×重金属成分的含量，所述重金属成分的总输出量=重金属成分需求量与重金属成分的损失量之和。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤5、根据污染量最大的重金属成分的总输出量和步骤1检测的有机肥中各重金属成分的含量折算出污染量为0的有机肥施用量，根据污染量为0的有机肥施用量、步骤1所检测的有机肥中各营养成分的含量、农作物对各营养成分需求量和步骤1所测定的各营养成分的损失量为满足折算出各营养成分需求量所应额外补充的营养成分补充量，将额外补充的营养成分补充量添加至污染量为0的有机肥施用量中用于施肥。